Отримані дані вказують на потенційні терапевтичні втручання при хворобі Альцгеймера
Команда вчених з Японії нещодавно отримала більш ефективну деградацію білка сироваткового альбуміну людини -; важливий білок у крові -; через інтенсивне інфрачервоне опромінення, пов’язуючи комплекс металевих цинку з білком.
Їх результати вказують на можливе майбутнє застосування певних металевих комплексів для терапевтичних втручань при таких захворюваннях, як хвороба Альцгеймера.
Штучні металоферменти - це гібридні сполуки, які синтезуються шляхом приєднання комплексів металів до молекул білка. В останні роки цим сполукам приділяється значна увага в дослідницьких спільнотах завдяки їх застосовності як біоінспірованих каталізаторів, у клітинах біопалива та при терапевтичних заходах, таких як цілеспрямована деградація білка та введення ліків.
Для вдосконалення досліджень щодо їх застосування в цільовій деградації білків група вчених з Токійського університету наук, Японія, та Університету Комплутенсе в Мадриді, Іспанія, дослідила деградацію конкретного металоферменту при опроміненні інфрачервоним випромінюванням високої енергії. Цей металофермент був тим, який вони створили, зв’язавши комплекс металевого цинку (ZnL) з людським сироватковим альбуміном (HSA).
Використання високоенергетичного інфрачервоного випромінювання для розщеплення білків не є новиною. Наприклад, попереднє дослідження Токійського університету наук використовувало цю техніку для розщеплення кількох агрегатів білків, включаючи сукупність білків, накопичення яких між нейронами мозку, зване амілоїдним нальотом, викликає захворювання.
Це дослідження показує, як пояснює провідний науковець доктор Такасіро Акіцу, що “коли кон'югований сироватковий альбумін людини з комплексом цинку, пошкодження білка сприяє опроміненню лазером вільних електронів у середній інфрачервоній області. "
Середній інфрачервоний лазер з вільними електронами (ІЧ-FEL) - це прилад, який вчені використовували для опромінення гібриду.
Команда вчених, до складу якої входили професор Акіцу, професор Коїчі Цукіяма, доктор Такакаясу Кавасакі та доцент Томоюкі Харагучі, зокрема, з Японії та професор Маурісіо А. Палафокс із Комплютенсе з Мадриду, Іспанія, вперше застосувала інфрачервону (ІЧ) спектроскопію для перевірки прикріплення ZnL до HSA. Отримані ними ІЧ-спектри також вказували на оптимальні довжини хвиль для деградації: це були 1537, 1652 та 1622 см -1, що відповідало, відповідно, двом амідним зв'язкам у HSA та подвійному зв'язку вуглець-азот ZnL.
Вчені створили тонкі плівки як HSA, так і гібридних HSA + ZnL і опромінювали цільові частини цих плівок.
Потім вони порівняли пошкодження від опромінення ІЧ-FEL на плівки, використовуючи техніку, що називається інфрачервоною мікроскопією з перетворенням Фур'є (FT-IR), і програму для оцінки змін у вторинній структурі білків, яка називається IR-HSE.
При 1622 см -1 гібридна структура HSA + ZnL не дисоціювала. Але на інших двох довжинах хвиль структура білка HSA, як у чистому HSA, так і в гібридній формі, суттєво пошкоджена. Крім того, у цих останніх випадках гібридна сполука була більш розщеплена, ніж чистий HSA.
Вчені вважають, що приєднання ZnL до білка HSA дестабілізувало структуру білка, дозволяючи йому легше руйнуватися. Загалом, це поглинання ZnL було досяжним і сприяло деградації білка замість того, щоб послаблювати його.
Ці результати представлені в статті, опублікованій у Міжнародному журналі молекулярних наук, в якій вчені зазначають, що «в даний час точний механізм зв'язування між комплексом і білком невідомий. "
Крім того, професор Акіцу каже: “Продовжуються дослідження різних пар білково-металевих комплексів. Результати цього дослідження ще не можна узагальнити, і поки вчені не отримають кращих знань, застосування цих складних металобілкових гібридів у терапевтичних втручаннях або в інших областях біотехнології буде залишатися обмеженим.
Тим не менше, це дослідження, на додаток до попередніх досліджень, проведених в Токійському університеті наук у цій галузі, безумовно, дає нам надію на майбутнє, коли захворювання, що включають дефекти білка, такі як хвороба Альцгеймера, виліковні.